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【科普】聚酰亚胺的八大用途
文章来源:媒体公告    时间:2023-12-08 01:10:23

  聚酰亚胺(Polyimide,简写为PI)指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物,是综合性能最佳的有机高分子材料之一。大范围的应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。聚酰亚胺,因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其巨大的应用前景已得到充分的认识,被称为是处理问题的能手,并认为没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术。

  它是聚酰亚胺最早的用途之一,大多数都用在特种工作环境下的电机槽绝缘及电缆绕包材料。而且,透明的聚酰亚胺可做成柔软的太阳能电池地板、核潜艇用引出线绝缘密封套、管绝缘槽楔等。

  聚酰亚胺是最耐高温的结构材料之一,在欧美等发达国家大范围的使用在航空航天及火箭零部件。如美国的超音速飞机,50%的结构材料为以塑性聚酰亚胺为基体树脂的碳纤维增强的复合材料。在国内大多数都用在耐热、高强度的机械零部件,如汽车的热交换元件、仪表、舰船压缩机活塞环、阀片等。

  聚酰亚胺在涂料领域主要是作为绝缘漆来使用,尤其是作为耐高温涂料或用于电磁线。目前采用挤出法制造热塑性全芳香型聚酰亚胺绝缘电磁线,并达到优质、高效、低成本的效果。这种电磁线除了能在电气电子工业上使用外,还可以在航空航天工业和原子能工业上得到应用。

  以前,在特种工程塑料中,只有聚醚醚酮(PEEK)纤维的生产可达到工业化程度,而现在利用热塑性全芳香型聚酰亚胺树脂通过挤出法可顺利地制造出纤维,且纤维的弹性模量仅次于碳纤维,可在高温、有辐射、有腐蚀性等特殊环境中应用,作为高温介质及放射性物质的过滤材料以及防弹、防火织物,如高温烟道气除尘过滤、高温化学物质过滤,消防服及防护服等。

  理想的分离膜材料首先应该具有高的透气性能和良好的透气选择性,其次还应该具有强度高、耐非物理性腐蚀等特性。聚酰亚胺正好具备这些特点,因此可广泛地应用于气体分离膜中。可用在所有气体,如氢/氮、氮/氧、二氧化碳/氮或甲烷等的分离;从空气、烃类原料气及醇类中脱除水分,也可作为渗透蒸发膜及超滤膜。此外由于聚酰亚胺的耐热和耐有机溶剂性能,在有机液体和气体的分离方面起到很重要的作用。

  由于突出的耐高温性、介电和优良的抗辐射性能,因此,作为功能材料,聚酰亚胺在微电子工业中,尤其在大规模和超大规模集成电路中得到了大量的应用。用作介电层进行层间绝缘,作为缓冲层能够大大减少应力,提高成品率。作为保护层能够大大减少环境尤其是射线对器件的影响。在微电子器件上涂覆聚酰亚胺保护层,可有效地阻滞电子的迁移,防止器件腐蚀,增加器件的抗潮能力。在芯片的表面涂覆聚酰亚胺作为缓冲层,可有很大效果预防由于热应力影响而产生的崩坏。此外,由于聚酰亚胺的线线胀系数与铜相近,因此其与铜箔复合的粘接力强,可用于柔性印刷线路板。

  由于聚酰亚胺具有耐高温、强度高、耐磨损等优良性能,现已用于大型电机、核电站、纺织机械、高速包装设备、气体压缩机、轿车刹车片、齿轮轴承或轴承保持架、复印机等作为耐高温、自润滑、密封以及耐磨零部件。

  聚酰亚胺服用纤维,作为全球纺织行业中一类全新的品种,其卓越的性能起源于航空航天对新材料的需求,集保暖、抗菌、原生远红外等功能于一身,是一种颠覆传统服用面料的全新服用材料。可用于制作极寒保暖、抗菌织物、远红外保健等功能性产品。

  如其作为光刻胶使用,分辩率可达亚微米级;含氟的聚酰亚胺在通讯波长范围内透明,可用作无源或有源波导材料、光学开关等;聚酰亚胺可用作耐高温结构胶,用于高低温环境下铝合金、钛合金、不锈钢、陶瓷的耐高温、耐辐照等方面的黏结剂等。

  “路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。”聚酰亚胺仍然有很多性能和应用可以让我们去开发、去探索……